Anar al contingut

Nau espacial

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Atlantis desapega des de la Plataforma de Llançament 39A en el Centre Espacial Kennedy de la NASA en Florida en la missió STS-132 a l'EEI a les 14:20 EDT el 14 de maig del 2010. Est va ser un dels últims vols del Atlantis abans de ser retirat.
Més de 100 naus espacials Soyuz tripulades soviètiques i russes (es mostra la versió TMA) han volat des de 1967 i ara són compatibles en l'Estació Espacial Internacional.
Eixida russa Protón-K desapegant en el mòdul Zvezda per a la EEI (Baikonur, 12 de juliol de 2000)

Una nau espacial és un vehícul o màquina dissenyada per a volar en l'espai exterior. Les naus espacials, un tipo de satèlit artificial, s'utilisen per a una varietat de propòsits, que inclouen comunicacions, observació de la Terra, meteorologia, navegació, colonisació espacial, exploració planetària i transport d'humans i càrrega. Totes les naus espacials, llevat els vehículs d'una etapa a òrbita, no poden ingressar a l'espai per sí mateixes i requerixen un vehícul de llançament (eixida portador). En un vol espacial suborbital, un vehícul espacial ingressa a l'espai i després retorna a la superfície, sense haver guanyat suficient energia o velocitat per a fer una òrbita completa de la Terra. Per als vols espacials orbitals, les naus espacials entren en òrbites tancades al voltant de la Terra o d'uns atres cossos celests. Les naus espacials utilisades per a vols espacials humans duen a les persones a bordo com a tripulació o passagers des de l'inici o en òrbita (estacions espacials) solament, mentres que les utilisades per a missions espacials robòtiques operen de forma autònoma o telerrobótica. Les naus espacials robòtiques utilisades per a recolzar l'investigació científica són sondes espacials. Les naus espacials robòtiques que permaneixen en òrbita al voltant d'un cos planetari són satèlits artificials. Fins a la data, solament un grapat de sondes interestelares, com Pioneer 10 i 11, Voyager 1 i 2, i New Horizons, estan en trayectòries que ixen del sistema solar. La nau espacial orbital pot ser recuperable o no. La majoria no ho són. Les naus espacials recuperables poden subdividirse pel método de reingrés a la Terra en càpsules espacials no alades i avions espacials alados. La humanitat ha conseguit el vol espacial, pero solament unes poques nacions tenen la tecnologia per als llançaments orbitals: Rússia (Roscosmos), Estats Units d'Amèrica (NASA), els estats membres de l'Agència Espacial Europea (EIXA), Japó (JAXA), China (CNSA), Índia (ISRO),,[1][2][3][4][5][6][7][8] Israel (ISA), Iran (ISA), República Popular Democràtica de Corea (NATA) i la República de Corea (KARI).cl/corea-del-sur-lanzo-su-primer-satelite-al-espacio/

Primeres idees

Encara que l'idea dels viages espacials es remonta a lo manco fins a l'época de l'antic faraó, no ocorre lo mateix en el concepte de "nau espacial", puix l'imaginació humana es va vore severament condicionada per la falta de desenroll tecnològic. Autors com Plutarco en el I (De facie in orbe lunae), i Kepler en el XVII (Somnium) mencionen viages a la Lluna, encara que no varen ser capaces de concebre un artefacte capaç de realisar el viage, valent-se per a això de camins amagats o de l'intervenció d'esperits. Els primers intents no màgics per a alcançar l'espai apareixen en la segona mitat del XVIII, utilisant els precaris métodos disponibles en l'época. Aixina, en Les aventures del baró Munchausen s'alcança la Lluna en globo. No obstant, este relat seguix pertanyent encara al gènero de la fantasia èpica. El bot de la fantasia a la ciència ficció es produirà casi un sigle despuix, en la famosa De la Terra a la Lluna, publicada per Juliol Verne en 1865, en la que s'ampra un jagantesc canó balístic, de nou en destí a la Lluna. En esta novela l'autor ya tracta de donar solució a alguns dels problemes del seu método de viage, tals com l'absència d'oxigen fòra de l'atmòsfera o la compensació de l'immensa acceleració de l'envolament. Anys despuix, H. G. Wells seguiria usant el método del canó en La guerra dels móns (1898), pero en este cas en destí a Mart. És en eixa época, ya en els inicis del XX, quan sorgixen finalment les primeres idees realistes sobre naus espacials; idees que vindran associades al motor de reacció. L'obra pionera en este camp és L'exploració de l'espai còsmic per mig dels motors de reacció, publicada pel físic rus Konstantín Tsiolkovski en 1903. En este punt la ciència ficció donarà pas a la ciència.

Disseny

El disseny de naus espacials comprén tant a les naus no tripulades o robòtiques (satèlits i sondes) com a les tripulades (estacions espacials, transbordadors i mòduls). Totes les naus espacials fins a la data consten de dos parts:

  • Eixides: secció impulsora, composta pels motors i els depòsits de combustible, la missió del qual és abandonar l'atmòsfera terrestre i posar la nau en òrbita estable.
  • La nau en sí, que efectuarà pròpiament el viage per l'espai, i que pot adoptar qualsevol de les formes anteriorment mencionades.

Sistemes de propulsió

Les eixides impulsores funcionen en combustible químic, ya siga sòlit o propelente líquit, mentres que les naus poden funcionar en motors químics, nuclears, iònics o inclús per mig de vés-les solars. Sent pel moment la propulsió química l'única en referents en la realitat pràctica, deuria supondre's més abundants els eixemples del seu us en la ciència ficció. Va poder ser aixina en la ciència ficció més primerenca, abans de generalisar-se l'us de la fissió atòmica com a font d'energia. realitat, la somiadora ment dels escritors va abandonar al vell eixida com a mig d'eixir de la Terra. Aixina i tot s'ha convertit en l'emblema de tota una época i autors com Ray Bradbury, en Cròniques marciananes (1950), ho varen associar a la seua obra de manera casi indisoluble (si be és possible que la tremenda calor de l'estiu de l'eixida no fora produït per combustió). Les eixides químiques tenen una autonomia molt llimitada per la seua enorme despesa de massa de combustible i seria poc provable que nos dugueren molt més allà de Mart. De fet, sense poder desterrar totalment este tipo d'impulsor, la NASA està evaluant la possibilitat de construir un canó electromagnètic en la falda d'una montanya per a auxiliar en l'envolament a les Llançadora espaciallançadores espacials, aforrant combustible i disminuint els riscs d'accidents. En La Lluna és una cruel amant, Robert A. Heinlein, ya en 1966, utilisa una catapulta electromagnètica per a accelerar càrrega des d'una base llunar a la Terra i el mateix mecanisme és usat per Arthur C. Clarke en el relat Maelstrom II, de 1965. Estes obres, alluntades de la fantasia de les revistes d'usar i tirar, pretenen abordar el tema de la colonisació de cossos propencs en cert rigor científic. Encara hui l'idea del canó contínua vigent en la forma de catapultes electromagnètiques i l'anomenada «propulsió a explosió atòmica», conceptualment idèntica a l'explosió química.

Eixemples de naus espacials

Naus espacials tripulades

El mòdul de Comando/Servici d'Apolo 15, vist des del Mòdullunar el 2 d'agost de 1971
Orbitals
En servici
Fòra de servici
Suborbital
Vore també: Vole suborbital

Naus espacials no tripulades

El Telescopi espacial Hubble
El vehícul de transferència automàtica Jules Verne aproximant-se a l'Estació Espacial Internacional, el dilluns 31 de març de 2008

Vehícul d'aterrisage suau (NASA).

Concepció artística de la sonda Cassini en la seua maniobra d'inserció en òrbita al voltant de Saturn
Artícul principal → Nau espacial robòtica.
Vore també: Sonda espacial
Òrbita terrestre
Llunar
  • Clementine: missió de la Marina d'Estats Units. Orbitó la Lluna i va detectar hidrogen en els pols
  • Lluna 1: primer vol sense tripulació que conseguix aplegar a la lluna
  • Lluna 2: primer contacte en la superfície llunar
  • Lluna 3: primeres imàgens del costat obscur de la lluna
  • Lluna 9: primer alunizaje
  • Lluna 10: primera òrbita llunar estable
  • Lluna 16: primera recollida de mostres de la superfície llunar no tripulada
  • Llunar Orbiter: série d'exitoses naus espacials que varen cartografiar la Lluna
  • Llunar Prospector: confirma la detecció d'hidrogen en els pols llunars
  • SMART-1: sonda d'impacte llunar de l'EIXA
  • Surveyor: primer alunizaje d'Estats Units
  • Chandrayaan-1: primera missió llunar de l'Índia
Interplanetari
Uns atres (espai profunt).
La nau espacial més ràpida
Les naus espacials més alluntades del Sol
  • Voyager 1, que en febrer de 2018 es trobava a 141,25 AU (unitat astronòmica: la distància mija entre la Terra i el Sol) o 21.300 millons de quilómetros, alluntant-se a una velocitat propenca a les 3,6 UA (540 millons de quilómetros) a l'any. En agost de 2012, es va convertir en la primera nau que va deixar arrere l'heliopausa i es va adinsar en l'espai interestelar.
  • Pioneer 10, que en 2011 es trobava a una distància estimada de 15.400 millons de quilómetros, alluntant-se a una velocitat propenca a les 2,6 UA (390 millons de quilómetros) a l'any. Les comunicacions es varen interrompre el 23 de giner de 2003, anys despuix de lo inicialment previst.
  • Voyager 2, que en febrer de 2018 es trobava a 116,75 AU, alluntant-se a una velocitat propenca a les 3,3 UA (495 millons de quilómetros) a l'any.
La nau espacial més pesada

Naus espacials en desenroll/propostes

Vehícul propost Orión aproximant-se a la Lluna

Programes de naus espacials cancelats/sense fondos

Primer vol de prova de la Delta Clipper-Experimental Advanced (DC-XA)
Multietapa
Reutilisables (SSTO).

Naus espacials de ficció

Les naus espacials han segut sempre un dels estandarts de la ciència ficció. La òpera espacial seria un gènero molt mermat sense la possibilitat d'efectuar vols interestelares i la ciència ficció dura es trobaria privada de la colonisació d'atres móns si no es poguera contar en el viage interplanetari. Les naus espacials utilisades en un o un atre gènero són molt diferents, sobretot sobre el seu plausibilidad i a la seua possibilitat de materialisació en l'actual tecnologia. El grau de desenroll del saber científic en el moment de realisació de l'obra ha marcat l'evolució del concepte de nau espacial i ha diversificado els métodos de propulsió. Aixina nos trobem en diferents tipos de propulsió que es corresponen en el nivell d'especulació i de coneiximent característic de cada autor. Algunes obres representatives que tracten sobre el tema són:

Motor de fissió nuclear

Entrada l'Edat d'Or de la ciència ficció, la majoria dels autors es varen destacar per les seues naus de propulsió nuclear per als seus viages imaginats, reflectint l'auge que va experimentar eixe método de producció d'energia en l'época. Per eixemple, Arthur C. Clarke en El fi de l'infància (1953) mostra a dos superpotencia que competixen en la carrera espacial per conquistar la Lluna per mig de naus de propulsió atòmica. El motor de fissió millora molt el rendiment d'una eixida química i el combustible pot ser qualsevolíquit susceptible d'hervir. ya que el combustible nuclear teòricament deu durar molt temps, una nau propulsada per un motor d'este tipo podria portar a terme un viage de dèu o dotze anys sense més que repostar periòdicament massa de reacció.

Explosió atòmica: el proyecte Orión

Artícul principal → Proyecte Orión.


Buscant un modo d'utilisar més eficientemente l'energia atòmica va sorgir el Proyecte Orión, que consistix en utilisar una explosió atòmica per a produir plasma, que en chocar contra un plat en el vehícul espacial, generaria un enorme impuls. La duració de l'esclat és tan breu que el plat d'impuls, d'acer o alumini, a penes sofrix un llauger desgast. El resultat és un motor en una relació d'impuls mils de voltes major que el d'un motor químic. Ademés, necessita una massa de reacció molt menor gràcies a les altes velocitats que alcança el plasma. No obstant, un chicotet fallo en el procés de detonació pot destruir la nau, aixina com tot lo que hi haja a la seua entorn.

No obstant, la ciència ficció ha pogut defugir estos inconvenients. En la película Deep Impact, la nau està dotada d'un sistema de propulsió Orión, i el plat d'impuls es pot apreciar perfectament en la seqüència de partida de la nau.

Naus de fusió

La fusió atòmica consistix, en essència, en fondre dos àtoms d'hidrogen per a formar heli, acompanyat d'una enorme solsida d'energia. Les partícules resultants són altament energètiques i es mouen a velocitats molt propenques a la llum. Per tant, eixe seria ellímit teòric d'una nau d'este tipo.cita requerida

De la mateixa manera que en la fissió, les partícules expelidas que proporcionen l'impuls a reacció alcancen temperatures molt elevades, lo que supon un problema a l'hora de buscar materials per a fabricar les toveres. No obstant, en la fusió es pot ajustar la reacció de modo que els subproductes de la mateixa siguen partícules carregades en la seua major part, lo que permetria canalisar-les per mig de camps electromagnètics. Gran part de l'energia que llibera la fusió deu dedicar-se al manteniment d'estos camps. Aixina i tot, tenint en conte la tolerància biològica del ser humà a l'acceleració (situat entorn a 10g) el reactor de fusió proporciona energia més que suficient per a alcançar este llímit. Estes naus són capaces de mantindre acceleració sostingudes de 1g, emulant gravetat artificial. Al cap de menys d'un any, la nau es desplaçaria a un dècim de la velocitat de la llum, lo que supon una opció viable per a un possible viage interplanetari.

Motors d'antimatèria

Una font energètica encara més poderosa que la fusió seria l'aniquilació matèria-antimatèria. Un motor d'antimatèria, produiria teòricament uns 20 000 billons de juliol per quilogram de combustible, lo que seria l'òptim des d'un punt de vista energètic per a la propulsió d'una nau espacial. En l'aniquilació de protones i antiprotones es generen com a subproducte piones que són susceptibles de ser manejats per mig de camps magnètics per a produir impuls. Estos piones es mouen pràcticament a la velocitat de la llum, per lo que la velocitat final d'estes naus també seria molt alta. Com s'ha mencionat abans, l'excés d'energia produïda es pot amprar per a propulsar naus molt majors que les anteriors. No obstant, l'antimatèria és difícil de produir i altament inestable, lo que complica el seu us. Autors com Joe Haldeman o Stephen Baxter han utilisat la artimaña d'inventar una font natural d'antimatèria, pero ha segut més habitual trobar el concepte associat a usos obscurs i miraculosos, com en el cas dels motors de la nau Enterprise (de la série Star Trek).

Forat de cuc

Artícul principal → Forat de cuc.

Els forats de cuc són molt coneguts entre les películes, séries i videojocs (Star Wars, Interstellar, Stargate o Farscape , per eixemple), un fenomen no comprovat científicament que fa bots en l'espai-temps.

Motors Warp

Artícul principal → Warp.

Els motors Warp o de curvatura són tipo de motor hipotètic la viabilitat del qual a futur és discutida. Generen una distorsió en el teixit espai-temporal que rodeja la nau, de manera que no és la nau la que solca l'espai a alta velocitat, sino el propi espai el que estira, transportant la nau en ell. Este sistema posseïx la ventaja de que pot burlar la llimitació de la velocitat de la llum, podent en teoria alcançar-se velocitats arbitrariamente altes. L'inconvenient és que la cantitat d'energia requerida per a un viage aixina seria desproporcionada.

Vés-les solars

Artícul principal → Vés-la solar.

Este sistema carix de motor i de combustible, i aprofitant en el seu lloc el vent solar o la radiació solar per mig d'enormes vés-les. Existixen prototips experimentals que confirmen la validea del concepte, pero la tecnologia actual carix dels materials adequats per a fer d'este sistema un método útil. Aixina i tot, les veles solars s'ampren en numeroses obres de ciència ficció.

Vore també

Commons

Referències

  1. ↑ Adams, Sam (29 d'agost de 2016). «mirror. co. uk/news/world-news/taiwanese-navy-accidentally-fires-nuclear-8730387 Taiwanese navy fires NUCLEAR MISSILE at fisherman during horrifying accident».
  2. ↑ «in/artícul/At-Mach-10,-Taiwans-Hsiung-Feng-III-Anti-China-Missiles-could-be-faster-than-the-BrahMos-18873 At Mach-10, Taiwan's Hsiung Feng-III 'Anti-Chinenca' Missiles could be faster than the BrahMos». Consultat el 22 de febrer de 2020.
  3. ↑ Villasanta, Arthur Dominic. «chinatopix. com/artículs/104213/20161021/taiwan-extending-range-hsiung-feng-iii-missiles-world-s-fastest. htm Taiwan Extending the Range of its Hsiung Feng III Missiles to Reach China».
  4. ↑ «archive. org/web/20190512201148/https://in. pcmag. com/chipsets-processors/120341/tsmc-set-to-beat-intel-to-become-the-worlds-most-advanced-chipmaker TSMC set to beat Intel to become the world’s most advanced chipmaker» (en en). Archivat des d'el pcmag. com/chipsets-processors/120341/tsmc-set-to-beat-intel-to-become-the-worlds-most-advanced-chipmaker original, el 12 de maig de 2019. Consultat el 22 de febrer de 2020.
  5. ↑ «economist. com/business/2018/04/05/tsmc-is-about-to-become-the-worlds-most-advanced-chipmaker TSMC is about to become the world’s most advanced chipmaker».
  6. ↑ News, Taiwan. «taiwannews. com. tw/en/news/3349525 Taiwan's upgraded 'Cloud Peak' la meua... - Taiwan News».
  7. ↑ «archive. org/web/20180125193724/http://www. defenseworld. net/news/21837/Taiwan_To_Upgrade____Cloud_Peak____Medium_range_Missiles_For_Micro_Satellites_Launch Taiwan To Upgrade ‘Cloud Peak’ Medium-range Missiles For Micro-Satellites Launch». Archivat des d'el defenseworld. net/news/21837/Taiwan_To_Upgrade____Cloud_Peak____Medium_range_Missiles_For_Micro_Satellites_Launch original, el 25 de giner de 2018. Consultat el 22 de febrer de 2020.
  8. ↑ «global/2018/01/taiwans-new-ballistic-missile-capable-launching-microsatellites/ Taiwan's New Ballistic Missile Capable of Launching Microsatellites - SpaceWatch. Globalast=Sheldon».

Enllaços externs


Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Nau_espacial&oldid=1357634»